Koska keksintö ja teknologisten laitteiden käyttö lisääntyvät, tarvitsemme sitä sähköä myös kasvaa. Tämän jatkuvan sähkön tarpeen täyttämiseksi otetaan käyttöön erilaisia menetelmiä ja järjestelmiä. Joistakin käyttämistämme laitteista on virtaa AC-virta kun taas jotkut ovat tasavirtakäyttöisiä. Kaikki laitteet eivät tarvitse yhtä paljon virtaa toimiakseen. Mutta kotitalouksille päävirtalähteen kautta annettu teho on vaihtovirta ja kiinteä määrä noin 240 V. DC-virralla toimivien laitteiden käyttämiseksi tarvitaan sitten joitain muuntimia. Vain pienen vaaditun määrän virran käyttämiseksi 240 V: n virtalähteestä tarvitaan toisen tyyppinen piiri, nimittäin Chopper-piiri.
Mikä on Chopper-piiri?
Chopper-piirit tunnetaan nimellä DC-DC-muuntimet . Samoin kuin vaihtovirtapiirin muuntajissa, hakkurit käytetään tasavirran tehostamiseen ja vähentämiseen. Ne muuttavat kiinteän tasavirran vaihtuvaksi tasavirraksi. Näiden avulla laitteisiin syötetty tasavirta voidaan säätää vaadittuun määrään.
Chopper-piiri
Toimintaperiaate
Hakkurin toimintaperiaate voidaan ymmärtää alla olevasta piirikaaviosta. Piiri koostuu a puolijohdediodi , vastus ja kuorma. Kaiken tyyppisessä hakkuripiirissä lähtöjännitteen arvoa ohjataan sulkemalla ja avaamalla piirissä käytetyt kytkimet säännöllisesti.
Hakkuria voidaan pitää ON / OFF-kytkimenä, joka voi nopeasti liittää tai irrottaa lähteen latausyhteyden muodostamiseksi. Jatkuva tasavirta annetaan hakkurin lähteenä, kun Vs ja hienonnettu tasavirta saadaan kuorman yli muodossa V0.
Lähtöjännite ja virran aaltomuodot
Yläpuolella ovat hakkuripiirin lähtöjännite ja virta-aaltomuodot. Jänniteaaltomuodosta voidaan nähdä, että T-ajanjaksollaPÄÄLLÄkuormitusjännite V0 on yhtä suuri kuin lähdejännite Vs. Mutta kun väli TVINOSSAtapahtuu, tasajännite laskee nollaan, jolloin kuorma on oikosulussa.
Lähtöjännite ja virran aaltomuodot
Nykyisessä aaltomuodossa voidaan nähdä, että aikavälillä TPÄÄLLÄkuormitusvirta nousee maksimiarvoon. Aikavälin T aikanaVINOSSA, kuormitusvirta hajoaa. Julkaisussa T.VINOSSAkun silppuri on pois päältä niin, kuormitusjännite tulee nollaksi. Kuormitusvirta virtaa diodin FD läpi, jolloin kuorma on oikosulussa.
Näin ollen pilkottu tasajännite syntyy kuormalla. Nykyinen aaltomuoto on jatkuva, joka nousee T: n aikanaPÄÄLLÄtila ja hajoaa T: n aikanaVINOSSAosavaltio.
Chopperin luokitus
Toimintaperiaatteensa ja lähdejännitteen katkaisijan tyypin perusteella ne ovat erityyppisiä. Chopperin pääluokittelu on DC chopper ja AC Link chopper. Kommutointiprosessin perusteella ne luokitellaan luonnolliseksi kommutoiduksi helikopteriksi ja pakotetuksi kommutoiduksi helikopteriksi.
Pakotettu kommutoitu silppuri luokitellaan edelleen Jones chopperiksi, Morgan chopperiksi. Lähtöjännitearvojen perusteella hakkurit luokitellaan askeleksi alas, hakkuriin ylös, alas ylös / alas. Kytkentäajan aiheuttaman tehohäviön perusteella hakkurit luokitellaan kovakytkentäisiksi ja pehmeäkytkentäisiksi.
1). AC Link Chopper
Tässä hakkurin luokituksessa tapahtuu jännitteen inversio. Tällöin tasajännite muunnetaan vaihtovirraksi vaihtosuuntaajan avulla. Nyt tämä vaihtovirtalähde johdetaan alas- tai askelmuuntajien läpi. Muuntajien lähtö muunnetaan jälleen tasasuuntaajaksi tasasuuntaajalla. AC linkkihakkurit ovat erittäin isoja ja vievät paljon tilaa.
2). DC-hakkurit
DC-hakkurit toimivat DC-jännite . Ne toimivat askelmuuntajina DC-jännitteellä. Ne voivat muuntaa tasaisen vakiojännitteen tasaisemmaksi tai pienemmäksi arvoksi tyypin perusteella.
DC-hakkurit ovat tehokkaampia, nopeampia ja optimoituja laitteita. Nämä voidaan sisällyttää elektronisiin siruihin. Ne tarjoavat tasaisen DC-jännitteen hallinnan.
Eri tyyppiset hakkuripiirit
Tärkein elementti, jonka perusteella hakkurit luokitellaan, on helikopteripiirissä käytetty puolijohde. Tämän puolijohteen sijainnin perusteella hakkurit voidaan saada toimimaan missä tahansa neljästä kvadranttiolosuhteesta. Toiminnan kvadrantista riippuen hakkurit luokitellaan tyyppeihin A, B, C, D ja E
- Tyypin A hakkuri toimii ensimmäisessä kvadrantissa. Tässä hakkurissa jännite ja virta ovat molemmat positiivisia ja virtaavat samaan suuntaan. Teho lähteestä kuormaan ja keskimääräinen lähtöjännite on pienempi kuin syöttöjännite.
- Tyypin B hakkuri toimii toisessa kvadrantissa. Tässä kuormitusjännite on positiivinen ja virta negatiivinen. Teho virtaa kuormasta lähteeseen. Tämä helikopteri tunnetaan myös step-up chopperina.
- Tyypin C hakkurit muodostetaan tyypin A ja B hakkurien rinnakkaisliitännällä.
- Tyypin D helikopteri on kaksi kvadranttityyppistä tyyppiä B ja tyyppi E helikopteri on neljäs gradienttisilppuri.
Step Up Chopper
Step-up chopper toimii askelmuuntajana tasavirralla. Tätä hakkuria käytetään, kun lähtöjännite on tehtävä tulojännitettä korkeammaksi.
Tehostetun hakkurin toimintaperiaate voidaan selittää yllä olevasta kaaviosta. Piirissä suuri kela L on kytketty sarjaan syöttöjännitteeseen. Kondensaattori ylläpitää kuorman jatkuvaa lähtöjännitettä. Diodi estää virran kulun kuormasta lähteeseen.
Tehosta Chopperia
Kun hakkuri on PÄÄLLÄ, syöttöjännite VS kohdistuu kuormaan. V0 = VS ja induktori alkaa varastoida energiaa. Tässä tilassa kuormitusvirta nousee Iministä Imax: iin.
Kun silppuri kytketään pois päältä, syöttöjännite kulkee polun kohdalta L - D - Kuorma - VS. Tänä aikana induktori purkaa tallennetun e.m.f-diodin D kautta kuormaan. Siten kokonaisjännite kuormalla V0 = VS + Ldi / dt, joka on suurempi kuin tulojännite. Nykyiset muutokset Imaxista Iminiksi.
Tehosta Chopperin nykyistä aaltomuotoa
Tehosta Chopper-yhtälöitä
Step -up chopper tunnetaan myös nimellä Boost choppers. Tehostavien hakkurien sovelluksiin kuuluu akun lataus ja jännitteenlisäaine.
Hakkurin sovellukset
DC - DC-muuntimia käytetään monissa sovelluksissa, kuten
- Kytketty tila virtalähde Järjestelmä.
- DC-moottoreissa nopeuden säätiminä.
- DC-jännitevahvistimet.
- Akkulaturit.
- Rautatiejärjestelmät.
- Sähköautot jne.
Hakkuria käytetään myös signaalinkäsittelyjärjestelmissä. Hakkurissa lähtöjännitettä voidaan ohjata monilla eri tekniikoilla, kuten pulssinleveyden modulointi, taajuusmodulaatio, vaihteleva taajuus, muuttuva pulssin leveys, CLC-ohjaus jne. Mitkä näistä menetelmistä ovat tehokkaita hakkuripiiri signaalinkäsittelyssä?
